JP3360934B2 - ブラシレスモータの通電位相角制御装置 - Google Patents
ブラシレスモータの通電位相角制御装置Info
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- JP3360934B2 JP3360934B2 JP12503794A JP12503794A JP3360934B2 JP 3360934 B2 JP3360934 B2 JP 3360934B2 JP 12503794 A JP12503794 A JP 12503794A JP 12503794 A JP12503794 A JP 12503794A JP 3360934 B2 JP3360934 B2 JP 3360934B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ブラシレスモータの通
電位相角制御装置に係り、特に、モータ回転数の可変速
が広い範囲で要求される電気掃除機に採用して好適な通
電位相角制御装置に関する。
電位相角制御装置に係り、特に、モータ回転数の可変速
が広い範囲で要求される電気掃除機に採用して好適な通
電位相角制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】モータコイルに流れる電流の立ち上がり
時間は、巻線コイルの抵抗とインダクタンスにより決定
されるものであって、高速回転のモータでは電流の遅れ
が問題となっていた。
時間は、巻線コイルの抵抗とインダクタンスにより決定
されるものであって、高速回転のモータでは電流の遅れ
が問題となっていた。
【０００３】これに対し、従来においては、転流の位相
をモータの誘起電圧に対して機械的に一義的に進ませる
ようにしていた。
をモータの誘起電圧に対して機械的に一義的に進ませる
ようにしていた。
【０００４】ところで、前記した従来技術は、一定速で
回転するモータであれば問題はないが、可変速の必要な
モータにおいては低速時の転流の状態が悪化することに
ついて配慮されておらず、効率低下の問題、具体的には
消費電力の増加、およびモータの脱調という問題があっ
た。
回転するモータであれば問題はないが、可変速の必要な
モータにおいては低速時の転流の状態が悪化することに
ついて配慮されておらず、効率低下の問題、具体的には
消費電力の増加、およびモータの脱調という問題があっ
た。
【０００５】なお、「ブラシレスモータの駆動装置」と
題する特開平１−１７４２８８号公報には、モータの回
転数に応じて最適な位相角を得るという記載がある。
題する特開平１−１７４２８８号公報には、モータの回
転数に応じて最適な位相角を得るという記載がある。
【０００６】また、「直流ブラシレスモータの駆動装
置」と題する特開平３−２８５５９１号公報には、モー
タの回転数に応じてステータ電圧の位相を推移させると
いう記載がある。
置」と題する特開平３−２８５５９１号公報には、モー
タの回転数に応じてステータ電圧の位相を推移させると
いう記載がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ブラシレスモ
ータの回転数を基に位相角を制御する場合、モータの回
転検出系にノイズが混入する場合があり得、このような
場合、正確な位相角制御を行い得なくなる不具合を生じ
る。
ータの回転数を基に位相角を制御する場合、モータの回
転検出系にノイズが混入する場合があり得、このような
場合、正確な位相角制御を行い得なくなる不具合を生じ
る。
【０００８】本発明の目的は、ブラシレスモータの回転
範囲全域においてその効率を向上させることができ、し
たがってモータ回転数の可変速が広い範囲で要求される
電気掃除機に採用して消費電力の低減、およびモータの
脱調防止のいずれの点でも好適であり、特に、従来のよ
うに、ブラシレスモータの回転数を基に位相角を制御す
る場合の不具合、すなわちモータの回転検出系にノイズ
が混入した場合、正確な位相角制御を行い得なくなると
いう不具合を無くした、改良されたブラシレスモータの
通電位相角制御装置を提供することにある。
範囲全域においてその効率を向上させることができ、し
たがってモータ回転数の可変速が広い範囲で要求される
電気掃除機に採用して消費電力の低減、およびモータの
脱調防止のいずれの点でも好適であり、特に、従来のよ
うに、ブラシレスモータの回転数を基に位相角を制御す
る場合の不具合、すなわちモータの回転検出系にノイズ
が混入した場合、正確な位相角制御を行い得なくなると
いう不具合を無くした、改良されたブラシレスモータの
通電位相角制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的は、磁極検出の
センサ信号を基にモータに流す電流の位相を決定する手
段を有するブラシレスモータの通電位相角制御装置にお
いて、磁極センサがモータの最高回転数に合うように当
該センサの位相を進み方向に配置し、かつモータの回転
数が最高回転数以外のときには、磁極センサ信号の位相
を遅らせ、モータの誘起電圧と通電電流の位相が合うよ
うに、前記モータに流れる電流を基に通電位相角を制御
する手段を具備することによって達成される。
センサ信号を基にモータに流す電流の位相を決定する手
段を有するブラシレスモータの通電位相角制御装置にお
いて、磁極センサがモータの最高回転数に合うように当
該センサの位相を進み方向に配置し、かつモータの回転
数が最高回転数以外のときには、磁極センサ信号の位相
を遅らせ、モータの誘起電圧と通電電流の位相が合うよ
うに、前記モータに流れる電流を基に通電位相角を制御
する手段を具備することによって達成される。
【００１０】
【作用】モータに流れる電流を基に通電位相角を制御す
ることは、モータの発生するトルクを制御することにな
る。
ることは、モータの発生するトルクを制御することにな
る。
【００１１】そして、本発明によれば、磁極センサがモ
ータの最高回転数に合うように当該センサの位相を進み
方向に配置し、かつモータの回転数が最高回転数以外の
ときには、磁極センサ信号の位相を遅らせ、モータの誘
起電圧と通電電流の位相が合うように制御することによ
り、ブラシレスモータの回転範囲全域においてその効率
を向上させることができる。
ータの最高回転数に合うように当該センサの位相を進み
方向に配置し、かつモータの回転数が最高回転数以外の
ときには、磁極センサ信号の位相を遅らせ、モータの誘
起電圧と通電電流の位相が合うように制御することによ
り、ブラシレスモータの回転範囲全域においてその効率
を向上させることができる。
【００１２】また、本発明によれば、モータに流れる電
流を基に通電位相角を制御することにより、従来のよう
に、ブラシレスモータの回転数を基に位相角を制御する
場合の不具合、すなわちモータの回転検出系にノイズが
混入した場合、正確な位相角制御を行い得なくなるとい
う不具合を無くすことができる。
流を基に通電位相角を制御することにより、従来のよう
に、ブラシレスモータの回転数を基に位相角を制御する
場合の不具合、すなわちモータの回転検出系にノイズが
混入した場合、正確な位相角制御を行い得なくなるとい
う不具合を無くすことができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を、図面の一実施例に基づいて
説明する。
説明する。
【００１４】図１は本発明を電気掃除機に適用した場合
の一実施例を示すブラシレスモータ１の縦断面図であ
る。
の一実施例を示すブラシレスモータ１の縦断面図であ
る。
【００１５】構成について簡単に説明する。
【００１６】回転部分はシャフト２と、シャフト２に取
り付けられたヨーク３と、その外周部に設けられた永久
磁石４と、永久磁石４の保護に用いる保護カバー５とか
ら構成される。
り付けられたヨーク３と、その外周部に設けられた永久
磁石４と、永久磁石４の保護に用いる保護カバー５とか
ら構成される。
【００１７】また、回転部分は２個のベアリング６によ
ってハウジング７に支持される。
ってハウジング７に支持される。
【００１８】ハウジング７には固定部に相当する、コイ
ル８の巻かれたステータ９が圧入される。
ル８の巻かれたステータ９が圧入される。
【００１９】回転部分の永久磁石４に対向して磁極セン
サ１０が配置される。
サ１０が配置される。
【００２０】シャフト２の端部にはファン１１が取り付
けられ、その下部には風のガイドに相当するディフュー
ザ１２が配置され、それらの外側を囲むようにファンカ
バー１３が配置される。
けられ、その下部には風のガイドに相当するディフュー
ザ１２が配置され、それらの外側を囲むようにファンカ
バー１３が配置される。
【００２１】風の流れは破線で示した通りであり、ファ
ン１１によってファンカバー１３の中央から吸い込まれ
た風はディフューザ１２によってモータ内部に導かれ、
ステータ９のコイル８を冷却し、ハウジング７の底部か
ら排出される。
ン１１によってファンカバー１３の中央から吸い込まれ
た風はディフューザ１２によってモータ内部に導かれ、
ステータ９のコイル８を冷却し、ハウジング７の底部か
ら排出される。
【００２２】図２は電気掃除機の全体構成を示したもの
である。
である。
【００２３】本体２０には先に述べたブラシレスモータ
１と、吸込口２１と、集塵空間２２と、１次フィルタ２
３と、表示部２４と、２次フィルタ２５と、制御回路２
６と、車輪２７とを備える。
１と、吸込口２１と、集塵空間２２と、１次フィルタ２
３と、表示部２４と、２次フィルタ２５と、制御回路２
６と、車輪２７とを備える。
【００２４】風の流れは波線で示したように吸込口２１
から集塵空間２２を通って１次フィルタ２３を通り、清
浄された空気はブラシレスモータ１の内部を通ってモー
タ１を冷却し、２次フィルタ２５で再度清浄されて本体
２０から外部に排出される。
から集塵空間２２を通って１次フィルタ２３を通り、清
浄された空気はブラシレスモータ１の内部を通ってモー
タ１を冷却し、２次フィルタ２５で再度清浄されて本体
２０から外部に排出される。
【００２５】図３は従来型ブラシレスモータのコイルに
通電するときのモータの誘起電圧と磁極センサ信号との
位相関係を示したものである。
通電するときのモータの誘起電圧と磁極センサ信号との
位相関係を示したものである。
【００２６】本方式は誘起電圧の中心部の１２０度の部
分に電流を流す１２０度通電方式であり、各相の誘起電
圧の零クロスの点から電気角で３０度遅れたところから
１２０度分電流を流す。
分に電流を流す１２０度通電方式であり、各相の誘起電
圧の零クロスの点から電気角で３０度遅れたところから
１２０度分電流を流す。
【００２７】したがって、磁極センサＵ相、Ｖ相、Ｗ相
はモータの誘起電圧に対して図示したように誘起電圧の
零クロスの点から電気角で３０度位相の遅れたところに
取り付けられる。
はモータの誘起電圧に対して図示したように誘起電圧の
零クロスの点から電気角で３０度位相の遅れたところに
取り付けられる。
【００２８】そして、Ｕ相の磁極センサ信号とＶ相の磁
極センサ信号の排他的論理和を取ったものがＵ＋信号
で、同様にＶ相の磁極センサ信号とＷ相の磁極センサ信
号の排他的論理和でＶ＋信号が、またＵ相磁極センサ信
号とＷ相磁極センサ信号の排他的論理和でＷ＋が作成さ
れる。
極センサ信号の排他的論理和を取ったものがＵ＋信号
で、同様にＶ相の磁極センサ信号とＷ相の磁極センサ信
号の排他的論理和でＶ＋信号が、またＵ相磁極センサ信
号とＷ相磁極センサ信号の排他的論理和でＷ＋が作成さ
れる。
【００２９】また、Ｕ−、Ｖ−、Ｗ−信号も同様にそれ
ぞれの排他的論理和を取ることで得られる。
ぞれの排他的論理和を取ることで得られる。
【００３０】そしてＵ相を例に取れば、図示したように
Ｕ相に流す電流のタイミングはＵ＋信号とＵ−信号の論
理和となり、Ｕ相誘起電圧の中心部の１２０度の区間と
なる。
Ｕ相に流す電流のタイミングはＵ＋信号とＵ−信号の論
理和となり、Ｕ相誘起電圧の中心部の１２０度の区間と
なる。
【００３１】ところで、モータに流れる電流は抵抗とイ
ンダクタンスの影響を受け、ステップの電流指令に対し
抵抗とインダクタンスから決定される時定数で立ち上が
る。このとき定数はモータの抵抗とインダクタンスによ
って決定されるもので、モータの極数や回転数には影響
されず、一定であり、したがって従来のブラシレスモー
タでは前記したごときタイミングとなるようにしてい
た。
ンダクタンスの影響を受け、ステップの電流指令に対し
抵抗とインダクタンスから決定される時定数で立ち上が
る。このとき定数はモータの抵抗とインダクタンスによ
って決定されるもので、モータの極数や回転数には影響
されず、一定であり、したがって従来のブラシレスモー
タでは前記したごときタイミングとなるようにしてい
た。
【００３２】しかし、モータの極数が多極になるものや
回転数が高いものは、時定数が大きいと電流の立上がり
が遅くなるため、モータの誘起電圧の一番大きいところ
から後側の誘起電圧の小さいところに電流を流すような
タイミングになってしまう。
回転数が高いものは、時定数が大きいと電流の立上がり
が遅くなるため、モータの誘起電圧の一番大きいところ
から後側の誘起電圧の小さいところに電流を流すような
タイミングになってしまう。
【００３３】つまり、モータの誘起電圧と通電する電流
との積がトルクになるため、発生トルクが低下し、最悪
の場合には脱調に至る場合がある。
との積がトルクになるため、発生トルクが低下し、最悪
の場合には脱調に至る場合がある。
【００３４】そこで、高速回転するモータの電流の遅れ
分を予め考慮して、磁極センサがモータの最高回転数に
合うように当該センサの位相を進み方向に配置し、高速
回転でもトルクの減少を抑えるようにする。
分を予め考慮して、磁極センサがモータの最高回転数に
合うように当該センサの位相を進み方向に配置し、高速
回転でもトルクの減少を抑えるようにする。
【００３５】図４はその様子を説明するためのもので、
図３で示したＵ相、Ｖ相、Ｗ相の磁極センサを、それぞ
れの誘起電圧位相の零クロス点に合わせたものであり、
このように磁極センサの位相を進ますことで、Ｕ相に流
れる電流は図示したようにＵ相の誘起電圧の位相に合う
ようになり、発生トルクの減少を低減することができ
る。
図３で示したＵ相、Ｖ相、Ｗ相の磁極センサを、それぞ
れの誘起電圧位相の零クロス点に合わせたものであり、
このように磁極センサの位相を進ますことで、Ｕ相に流
れる電流は図示したようにＵ相の誘起電圧の位相に合う
ようになり、発生トルクの減少を低減することができ
る。
【００３６】しかし、モータ回転数の可変速が広い範囲
で要求される、例えば電気掃除機においては、回転数が
低速になったとき、誘起電圧の低いところに電流を流す
タイミングとなってしまう。つまり、発生トルクが減少
し効率が低下してしまう。ただし、この問題に対しては
以下のように対処することができる。
で要求される、例えば電気掃除機においては、回転数が
低速になったとき、誘起電圧の低いところに電流を流す
タイミングとなってしまう。つまり、発生トルクが減少
し効率が低下してしまう。ただし、この問題に対しては
以下のように対処することができる。
【００３７】図５は本発明を実現するためのモータの駆
動回路構成について示したものである。
動回路構成について示したものである。
【００３８】まず、構成について説明する。
【００３９】商用電源から受電した交流電圧は整流回路
３０によって直流に変換され、その電圧は平滑コンデン
サ３１により平滑され、インバータ３２に印加される。
３０によって直流に変換され、その電圧は平滑コンデン
サ３１により平滑され、インバータ３２に印加される。
【００４０】インバータ３２の各相の出力は、ブラシレ
スモータ１のコイルにそれぞれ与えられる。
スモータ１のコイルにそれぞれ与えられる。
【００４１】ブラシレスモータ１には先に述べたよう
に、磁極センサ１０がモータの最高回転数に合うように
センサ１０の位相を進ませて配置されている。
に、磁極センサ１０がモータの最高回転数に合うように
センサ１０の位相を進ませて配置されている。
【００４２】磁極センサ１０の磁極信号１０１は、ドラ
イブ信号作成部５１と演算処理部５２とに入力される。
イブ信号作成部５１と演算処理部５２とに入力される。
【００４３】演算処理部５２からは指令信号５３が出力
され、演算処理部５２の入力部には電流検出抵抗５４の
電流検出値５５が入力されている。
され、演算処理部５２の入力部には電流検出抵抗５４の
電流検出値５５が入力されている。
【００４４】ドライブ信号作成部５１は磁極センサ１０
の信号を基に、インバータ３２の相切り替えを行い、ブ
ラシレスモータ１のロータの位置に対して最適な電流を
流せるようになっている。
の信号を基に、インバータ３２の相切り替えを行い、ブ
ラシレスモータ１のロータの位置に対して最適な電流を
流せるようになっている。
【００４５】演算処理部５２は、磁極センサ１０の磁極
信号１０１からモータ１の速度を演算し、電流検出抵抗
５４からの電流検出値の値５５を基に指令信号５３を出
力し、磁極センサ信号の位相を遅らせ、モータ１の誘起
電圧と通電電流の位相が合うようにしている。
信号１０１からモータ１の速度を演算し、電流検出抵抗
５４からの電流検出値の値５５を基に指令信号５３を出
力し、磁極センサ信号の位相を遅らせ、モータ１の誘起
電圧と通電電流の位相が合うようにしている。
【００４６】図６は、モータに流れる電流を基に通電位
相角を制御する場合のフローチャートである。
相角を制御する場合のフローチャートである。
【００４７】通電位相角の制御のオン、オフは通電位相
角制御フラグにより行われるものとして以下説明してい
く。
角制御フラグにより行われるものとして以下説明してい
く。
【００４８】まず、初期設定として前回の電流値を保存
しておく前回の電流値メモリーに最大電流値をセットす
る。
しておく前回の電流値メモリーに最大電流値をセットす
る。
【００４９】次に、通電位相角制御フラグがセットされ
ていなければ終了とする。
ていなければ終了とする。
【００５０】通電位相角制御フラグがセットされている
場合は、現在流れている電流を検出し、その値が前回の
電流値に対して大きいかどうかを比較する。
場合は、現在流れている電流を検出し、その値が前回の
電流値に対して大きいかどうかを比較する。
【００５１】その結果、前回の電流値よりも小さくなっ
た場合には通電位相角をより一層遅らせる指令信号５３
を出力する。そして、今回測定した電流値を前回の電流
値メモリーに保存する。
た場合には通電位相角をより一層遅らせる指令信号５３
を出力する。そして、今回測定した電流値を前回の電流
値メモリーに保存する。
【００５２】一方、通電位相制御フラグがセットされた
ままで今回の検出電流値が前回よりも大きくなった場合
には、通電位相角を進ませる処理を行う。このときヒス
テリシスを付けた方が制御は安定しやすい。
ままで今回の検出電流値が前回よりも大きくなった場合
には、通電位相角を進ませる処理を行う。このときヒス
テリシスを付けた方が制御は安定しやすい。
【００５３】以上述べた処理を繰り返し行うことで電流
の最も低い電流位相に制御することができる。
の最も低い電流位相に制御することができる。
【００５４】次に、モータ１に流れる電流を基に通電位
相角を制御する手段が故障したときその代替手段として
モータ１の回転数を基に通電位相角を制御する場合につ
いて図７を用いて説明する。
相角を制御する手段が故障したときその代替手段として
モータ１の回転数を基に通電位相角を制御する場合につ
いて図７を用いて説明する。
【００５５】この制御は、モータ１の抵抗値とインダク
タンスから決まる時定数とモータ１の極数と回転数か
ら、モータ回転数に対する通電位相角を予め測定したデ
ータを、先に示した演算処理部５２の内部のＲＯＭに書
き込んでおき、順次モーター回転数に対する通電位相角
データを出力する。
タンスから決まる時定数とモータ１の極数と回転数か
ら、モータ回転数に対する通電位相角を予め測定したデ
ータを、先に示した演算処理部５２の内部のＲＯＭに書
き込んでおき、順次モーター回転数に対する通電位相角
データを出力する。
【００５６】フローチャートで示せば、まずモータ１の
回転数を磁極センサ１０の磁極信号１０１を基に演算
し、先にも述べたように通電位相制御フラグがセットさ
れていれば、演算した回転数に対する通電位相角をＲＯ
Ｍデータから読み出し、通電位相角として演算処理部５
２からドライブ信号作成部５１に指令信号５３が出力さ
れる。
回転数を磁極センサ１０の磁極信号１０１を基に演算
し、先にも述べたように通電位相制御フラグがセットさ
れていれば、演算した回転数に対する通電位相角をＲＯ
Ｍデータから読み出し、通電位相角として演算処理部５
２からドライブ信号作成部５１に指令信号５３が出力さ
れる。
【００５７】また、通電位相制御フラグがリセットされ
た場合にはこれらの処理を中止する。
た場合にはこれらの処理を中止する。
【００５８】このように、モータ１に流れる電流を基に
通電位相角を制御する手段が故障したときその代替手段
としてモータ１の回転数を基に通電位相角を制御すれ
ば、前記モータ１の回転数を基に通電位相角を制御する
手段は、使用優先順位第１位の通電位相角制御手段、つ
まりモータに流れる電流を基に通電位相角を制御する手
段の後備保護手段として機能する。
通電位相角を制御する手段が故障したときその代替手段
としてモータ１の回転数を基に通電位相角を制御すれ
ば、前記モータ１の回転数を基に通電位相角を制御する
手段は、使用優先順位第１位の通電位相角制御手段、つ
まりモータに流れる電流を基に通電位相角を制御する手
段の後備保護手段として機能する。
【００５９】そして、前記２つの通電位相角制御手段が
同時に故障するという発生頻度は極めて低く、モータ１
の回転数を基に通電位相角を制御する手段に既述したご
とき不具合が存在していても、運転の途中でブラシレス
モータが停止してしまうというトラブル発生を未然に回
避することができる。
同時に故障するという発生頻度は極めて低く、モータ１
の回転数を基に通電位相角を制御する手段に既述したご
とき不具合が存在していても、運転の途中でブラシレス
モータが停止してしまうというトラブル発生を未然に回
避することができる。
【００６０】なお、モータ１に流れる電流を基に通電位
相角を制御する手段が故障したときには、その旨を表示
器に表示して利用者に修理の必要を知らせるようにすれ
ば良い。
相角を制御する手段が故障したときには、その旨を表示
器に表示して利用者に修理の必要を知らせるようにすれ
ば良い。
【００６１】ここで、磁極センサ１０の位置をアクチュ
エータによって機械的にずらす場合について、図８およ
び図９を用いて説明する。
エータによって機械的にずらす場合について、図８およ
び図９を用いて説明する。
【００６２】図８は、ブラシレスモータ１のステータ９
に超音波モータ３００を配置した図である。
に超音波モータ３００を配置した図である。
【００６３】ステータ９には超音波モータ用ステータ３
０２が配置され、その超音波モータ用ステータ３０２の
振動面に対向して超音波モータ用ロータ３０１が配置さ
れる。
０２が配置され、その超音波モータ用ステータ３０２の
振動面に対向して超音波モータ用ロータ３０１が配置さ
れる。
【００６４】超音波モータ用ロータ３０１には磁極セン
サ１０が配置されている。
サ１０が配置されている。
【００６５】次に動作について説明する。
【００６６】先に述べたように、磁極センサ１０の取り
付けられた超音波モータ用ロータ３０１を回転するよう
に制御し、モータ電流が最低になる位置に制御すること
でモータ効率を上げることができる。
付けられた超音波モータ用ロータ３０１を回転するよう
に制御し、モータ電流が最低になる位置に制御すること
でモータ効率を上げることができる。
【００６７】図９は、図８で示した超音波モータ３００
を駆動する回路について示したものである。
を駆動する回路について示したものである。
【００６８】回路構成は図５とほとんど同じであるので
詳細な説明はしないが、基本的に同記号は同じものであ
る。
詳細な説明はしないが、基本的に同記号は同じものであ
る。
【００６９】図５と異なるのは、演算処理部５２の指令
信号５３が超音波モータ３００の駆動信号になっている
ことである。
信号５３が超音波モータ３００の駆動信号になっている
ことである。
【００７０】なお、以上の説明は電気掃除機について説
明したが、エアコンや一般的なブラシレスモータを用い
た用途にも同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
明したが、エアコンや一般的なブラシレスモータを用い
た用途にも同様の効果が得られることは言うまでもな
い。
【００７１】
【発明の効果】以上本発明によれば、ブラシレスモータ
の回転範囲全域においてその効率を向上させることがで
き、したがってモータ回転数の可変速が広い範囲で要求
される電気掃除機に採用して消費電力の低減、およびモ
ータの脱調防止のいずれの点でも好適であり、特に本発
明によれば、ブラシレスモータに流れる電流を基に通電
位相角を制御するものであり、従来のように、ブラシレ
スモータの回転数を基に位相角を制御する場合の不具
合、すなわちモータの回転検出系にノイズが混入した場
合、正確な位相角制御を行い得なくなるという不具合を
無くすことができる。
の回転範囲全域においてその効率を向上させることがで
き、したがってモータ回転数の可変速が広い範囲で要求
される電気掃除機に採用して消費電力の低減、およびモ
ータの脱調防止のいずれの点でも好適であり、特に本発
明によれば、ブラシレスモータに流れる電流を基に通電
位相角を制御するものであり、従来のように、ブラシレ
スモータの回転数を基に位相角を制御する場合の不具
合、すなわちモータの回転検出系にノイズが混入した場
合、正確な位相角制御を行い得なくなるという不具合を
無くすことができる。
【図１】本発明を電気掃除機に適用した場合の一実施例
を示すブラシレスモータ１の縦断面図である。
を示すブラシレスモータ１の縦断面図である。
【図２】電気掃除機の全体構成を示す図である。
【図３】従来型ブラシレスモータのコイルに通電すると
きのモータの誘起電圧と磁極センサ信号との位相関係を
示すタイミングチャートである。
きのモータの誘起電圧と磁極センサ信号との位相関係を
示すタイミングチャートである。
【図４】本発明においてブラシレスモータのコイルに通
電するときのモータの誘起電圧と磁極センサ信号との位
相関係を示すタイミングチャートである。
電するときのモータの誘起電圧と磁極センサ信号との位
相関係を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明を実現するためのモータの駆動回路図で
ある。
ある。
【図６】モータ電流を基に通電位相制御を行う場合のフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図７】モータの回転数で通電位相角制御を行う場合の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図８】磁極センサ１０の位置を機械的に移動させるた
めに、ブラシレスモータ１のステータ９に超音波モータ
３００を配置して示す図である。
めに、ブラシレスモータ１のステータ９に超音波モータ
３００を配置して示す図である。
【図９】図８で示した超音波モータ３００の駆動回路図
である。
である。
１…ブラシレスモータ、２…シャフト、３…ヨーク、４
…永久磁石、５…保護カバー、６…ベアリング、７…ハ
ウジング、８…コイル、９…ステータ、１０…磁極セン
サ、１１…ファン、１２…ディフューザ、１３…ファン
カバー、２０…掃除機本体、２１…吸込口、２２…集塵
空間、２３…１次フィルタ、２４…表示部、２５…２次
フィルタ、２６…制御回路、２７…車輪、３０…整流回
路、３１…平滑コンデンサ、３２…インバータ、３５…
ドライブ信号、５１…ドライブ信号作成部、５２…演算
処理部、５３…指令信号、５４…電流検出抵抗、１０１
…磁極信号、２００…ロータ、３００…超音波モータ、
３０１…超音波モータ用ロータ、３０２…超音波モータ
用ステータ。
…永久磁石、５…保護カバー、６…ベアリング、７…ハ
ウジング、８…コイル、９…ステータ、１０…磁極セン
サ、１１…ファン、１２…ディフューザ、１３…ファン
カバー、２０…掃除機本体、２１…吸込口、２２…集塵
空間、２３…１次フィルタ、２４…表示部、２５…２次
フィルタ、２６…制御回路、２７…車輪、３０…整流回
路、３１…平滑コンデンサ、３２…インバータ、３５…
ドライブ信号、５１…ドライブ信号作成部、５２…演算
処理部、５３…指令信号、５４…電流検出抵抗、１０１
…磁極信号、２００…ロータ、３００…超音波モータ、
３０１…超音波モータ用ロータ、３０２…超音波モータ
用ステータ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−219494（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−29213（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02P 6/00 - 6/24
H02K 29/00 - 29/14
H02K 11/00 - 11/04
Claims (6)
- 【請求項１】磁極検出のセンサ信号を基にモータに流す
電流の位相を決定する手段を有するブラシレスモータの
通電位相角制御装置において、磁極センサがモータの最
高回転数に合うように当該センサの位相を進み方向に配
置し、かつモータの回転数が最高回転数以外のときに
は、前記磁極センサの位置を可変とし、磁極センサから
の磁極検出信号によってモータに流す電流のタイミング
を可変として、磁極センサ信号の位相を遅らせ、モータ
の誘起電圧と通電電流の位相が合うように、前記モータ
に流れる電流を基に通電位相角を制御する手段を具備す
ることを特徴とするブラシレスモータの通電位相角制御
装置。 - 【請求項２】請求項１において、モータに流れる電流を
基に通電位相角を制御する使用優先順位第１位の通電位
相角制御手段と、前記モータに流れる電流を基に通電位
相角を制御する手段が故障したときその代替手段として
モータの回転数を基に通電位相角を制御する手段とを具
備することを特徴とするブラシレスモータの通電位相角
制御装置。 - 【請求項３】請求項１または２において、磁極センサか
らの磁極検出信号によってモータに流す電流のタイミン
グを可変する場合に、前記磁極センサの位置を制御する
手段はアクチュエータであるブラシレスモータの通電位
相角制御装置。 - 【請求項４】請求項３において、磁極センサの位置を制
御するアクチュエータは、当該磁極センサの位置を回転
させて制御する超音波モータであるブラシレスモータの
通電位相角制御装置。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の通電
位相角制御装置を備えたブラシレスモータ。 - 【請求項６】電動送風機の駆動モータに請求項５に記載
のブラシレスモータを備えた電気掃除機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12503794A JP3360934B2 (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | ブラシレスモータの通電位相角制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12503794A JP3360934B2 (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | ブラシレスモータの通電位相角制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07337067A JPH07337067A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3360934B2 true JP3360934B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=14900287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12503794A Expired - Fee Related JP3360934B2 (ja) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | ブラシレスモータの通電位相角制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3360934B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100391094C (zh) * | 2005-05-18 | 2008-05-28 | 三菱电机株式会社 | 无刷电动机的驱动方法及其驱动控制装置 |
| US9231507B2 (en) | 2012-01-27 | 2016-01-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor driving curcuit and permanent magnet synchronous motor |
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| JP4771032B2 (ja) * | 2001-03-15 | 2011-09-14 | 富士電機株式会社 | ブラシレスモータの制御装置 |
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| JP4833118B2 (ja) * | 2007-03-13 | 2011-12-07 | 三菱電機株式会社 | 給湯装置 |
| JP5418281B2 (ja) * | 2010-02-17 | 2014-02-19 | 新日鐵住金株式会社 | 同期回転機の制御装置、及び同期回転機の制御方法 |
| AU2011383457B2 (en) | 2011-12-14 | 2016-01-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Heat pump device, and air conditioner, heat pump/hot-water supply machine, refrigerator, and freezer equipped with same |
| KR101367678B1 (ko) * | 2012-07-31 | 2014-02-26 | 삼성전기주식회사 | 모터 구동 장치 |
| EP3427901B1 (en) | 2014-05-18 | 2020-03-11 | Black & Decker, Inc. | Convertible battery pack for power tool |
| US9893384B2 (en) | 2014-05-18 | 2018-02-13 | Black & Decker Inc. | Transport system for convertible battery pack |
| WO2016100879A1 (en) | 2014-12-18 | 2016-06-23 | Black & Decker Inc. | Control scheme to increase power output of a power tool using conduction band and advance angle |
| WO2017079295A1 (en) | 2015-11-02 | 2017-05-11 | Black & Decker Inc. | Reducing noise and lowering harmonics in power tools using conduction band control schemes |
| WO2018119256A1 (en) | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Black & Decker Inc. | Cordless power tool system |
| EP3806273A1 (en) | 2019-10-11 | 2021-04-14 | Black & Decker Inc. | Power tool receiving different capacity batttery packs |
-
1994
- 1994-06-07 JP JP12503794A patent/JP3360934B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100391094C (zh) * | 2005-05-18 | 2008-05-28 | 三菱电机株式会社 | 无刷电动机的驱动方法及其驱动控制装置 |
| US9231507B2 (en) | 2012-01-27 | 2016-01-05 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor driving curcuit and permanent magnet synchronous motor |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07337067A (ja) | 1995-12-22 |
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